AD629测量负载电流的电路原理详解——精妙绝伦的电路设计

AD629是ADI公司的一款精密差动放大器，可以承受最大270V的共模电压。使用AD629测量负载电流可以实现在有效抑制共模电压的同时放大差模电压以测量负载电流。如果要测量一个很小的差模信号，很多工程师的第一反应肯定是想到使用仪表放大器，然而在测量负载电流的应用中，使用仪表放大器的局限很大。首先，测量负载电流的方法一般采用高侧法，即将一个测量电阻串联到负载的上端，如图1所示。这种做法可以保证测量电路不会影响到原有电路的正常工作。然而这种做法的弊端在于其待测电压很高（一般接近于系统的供电电压），而仪表放大器通常是直接将待测电压接入两个输入端子，这就导致用来测量待测电压的仪表放大器需要有极高的共模电压耐受范围，常见的仪表放大器难以满足这个要求。
图1：高侧法测量负载电流
而另一方面，使用差动放大器则可以满足测量差模电压的同时耐受足够高的共模电压，这是因为差动放大器并不是直接接触待测电压，待测电压在进入差动放大器之前先经过了电阻分压，之后再进入差动放大器的两个端子，图2是使用AD628测量负载电流的电路原理图。可以看到，电阻的分压不仅衰减了共模电压，同时也使得需要进行测量的差模电压衰减了，因此AD628内部增加了一级同相比例放大器，通过用户选择外部电阻REXT1和REXT2控制增益倍数，将信号衰减之后再放大会引入更多的噪声，于是为了抑制噪声，AD628内部在A1和A2之间又引入了一个低通滤波电路，用户可以通过选择滤波电容来控制其截止频率，具体截止频率根据待测电流的频率而定。先衰减，再滤波，然后再放大，这就是AD628的思